專利名稱：汽車座椅用加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車座椅用加熱裝置，更具體地涉及一種使用壓電元件自生電源(self-generated power)的汽車座椅用加熱裝置。本發(fā)明提供了安裝在座椅中的電熱絲，和安裝在汽車發(fā)動機(jī)和每個發(fā)動機(jī)架之間的壓電元件。安裝在座椅內(nèi)的電熱絲由發(fā)動機(jī)操作過程中的每個壓電元件所產(chǎn)生的電源操縱。
背景技術(shù)：
通常，汽車中都會安裝座椅，這樣乘客就可以在汽車的有限空間內(nèi)感覺安全和舒適。通常，座椅分為前座椅和后座椅。當(dāng)在車內(nèi)時，乘客直接接觸座椅，可以感覺到?jīng)龌驘帷?br> 汽車中一般會安裝加熱器，以加熱汽車中的空間。通過發(fā)動機(jī)熱量加熱的冷水循環(huán)，且驅(qū)動風(fēng)扇將水中提取的熱量吹到汽車中。換言之，外部空氣或內(nèi)部空氣被吹進(jìn)汽車?yán)?，從冷水中提取熱量。升溫的氣體然后通過通風(fēng)設(shè)備釋放用于加熱汽車的內(nèi)部空間。
這樣的加熱裝置對增加汽車內(nèi)部區(qū)域的溫度非常有效。但是，通常很難加熱與乘客臀部和背部直接接觸的座椅。在這種情況下，乘客通常感覺臉上很熱，而身體接觸座椅的部分卻很冷。
并且，在冬季時，當(dāng)汽車停在外面很常時間后，并且乘客進(jìn)入汽車時，汽車的內(nèi)部空間溫度相對較低，且座椅的表面溫度相對較低。因此，當(dāng)駕駛員坐在駕駛座位上并開動發(fā)動機(jī)時，駕駛員通常會很冷。在這樣情況下，加熱器通常需要通過很長時間將內(nèi)部空間加熱到駕駛員感覺舒服的期望溫度。
為了克服上述問題，開發(fā)了直接加熱座椅的裝置。典型地，一些裝置利用汽車的能源，且一些利用汽車發(fā)動機(jī)的熱量。
此外，在使用冷水的加熱裝置中，在發(fā)動機(jī)發(fā)動后當(dāng)冷水的溫度通過發(fā)動機(jī)升高到一定溫度時才能加熱座椅。此外，由于使用了發(fā)動機(jī)的熱量，因此發(fā)動機(jī)中會出現(xiàn)一定的能量損失。因此，發(fā)動機(jī)的性能和輸出會降低，由此減少了加熱器的價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種汽車座椅用加熱裝置，其中座椅內(nèi)部安裝電熱絲，并且在汽車發(fā)動機(jī)和每個發(fā)動機(jī)架之間安裝壓電元件。安裝在座椅內(nèi)部的電熱絲由每個壓電元件產(chǎn)生的電源操作。因此，在本發(fā)明中，不需要額外的電源和各種傳感器。與在座椅內(nèi)部安裝的加熱管的結(jié)構(gòu)相比，適合于簡單的結(jié)構(gòu)和部件。尤其是，可以對座椅供應(yīng)熱量而沒有任何發(fā)動機(jī)的能源和燃料的損失。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種汽車座椅的加熱裝置，包括位于汽車發(fā)動機(jī)和每個適合支撐發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)架之間的壓電元件；接收由基于發(fā)動機(jī)振動的壓電元件所產(chǎn)生的電源并放大電源的電壓放大器；安裝在座椅內(nèi)部并接收來自電壓放大器的電源的加熱單元，這樣基于加熱操作加熱了座椅；以及用于連接或斷開提供給加熱單元的工作電源的開啟和關(guān)閉開關(guān)。
此外，電壓放大器包括環(huán)形鐵芯，其中初級線圈繞在它的一側(cè)，次級線圈繞在它的另一側(cè)。他相對于初級線圈形成一定的繞組比，其中環(huán)形鐵芯的初級線圈連接每個壓電元件，且次級線圈連接座椅的加熱單元。通過從每個壓電元件供應(yīng)的初級線圈的電動勢在次級線圈中產(chǎn)生并放大的電壓的感應(yīng)電動勢供應(yīng)到座椅的加熱單元。
這里還提供了座椅檢測開關(guān)，其安裝在座墊中，并由乘客坐在或未坐在座椅上的狀態(tài)打開或關(guān)閉，這樣連接或斷開座椅的加熱單元的工作電源。
座椅檢測開關(guān)包括由彈簧彈性地支撐的驅(qū)動接觸點(diǎn)；和當(dāng)通過乘客坐在座椅上的乘客重量擠壓驅(qū)動接觸點(diǎn)時形成開啟接觸點(diǎn)的固定接觸點(diǎn)。
本發(fā)明還提供了雙金屬開關(guān)，其安裝在座椅加熱單元和電流放大器之間，其中，所述雙金屬開關(guān)可自動地打開或關(guān)閉。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的上述方面和其他特點(diǎn)進(jìn)行說明，其中圖1A和圖1B是解釋根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置的結(jié)構(gòu)的視圖；圖2是說明根據(jù)本發(fā)明所述的汽車座椅用加熱裝置中安裝了電熱絲的立體圖；圖3是說明能夠在根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置中產(chǎn)生電源的壓電元件的安裝狀態(tài)示意圖；圖4是說明在根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置中電壓放大器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5是當(dāng)人坐在根據(jù)本發(fā)明所述的汽車座椅用加熱裝置中時的座椅檢測開關(guān)開啟的實(shí)例的視圖；和圖6是說明在根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置中雙金屬開關(guān)的“打開”狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明涉及一種電熱絲型汽車座椅用加熱裝置。在座椅內(nèi)部安裝電熱絲。電熱絲使用發(fā)動機(jī)振動產(chǎn)生的電源操作。座椅通過增加接收電源的電熱絲的溫度而加熱。
圖1A和圖1B是解釋本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置的結(jié)構(gòu)的視圖。圖2是解釋在根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置中安裝的電熱絲的立體圖。加熱單元110安裝在座椅背部102和座墊104的內(nèi)部，這樣座椅100在對其提供電源時加熱。
如圖2所示，加熱單元110由加熱線圈的方式構(gòu)成，也就是電熱絲112在座椅背部102和座墊104的內(nèi)部均勻地供應(yīng)在相等間隔設(shè)置。壓電元件120安裝在汽車發(fā)動機(jī)1和能夠支撐發(fā)動機(jī)1的車體3的每個發(fā)動機(jī)架5之間，作為電源單元以操縱電熱絲112。壓電元件120能夠通過發(fā)動機(jī)1的振動產(chǎn)生電能。加熱單元110的電熱絲112接收由壓電元件120在發(fā)動機(jī)加熱操作過程中產(chǎn)生的電能并被加熱，由此加熱座椅100。
通常，多個發(fā)動機(jī)架5安裝在發(fā)動機(jī)1和車體3之間，斷開或偏移在行駛中發(fā)動機(jī)1產(chǎn)生的傳力(transfer force)。優(yōu)選地，安裝3到5個發(fā)動機(jī)架。在本發(fā)明中，壓電元件(壓電陶瓷)120安裝在發(fā)動機(jī)1和每個機(jī)架5之間，這樣每個壓電元件120產(chǎn)生的電能可以在發(fā)動機(jī)振動時操縱電熱絲112。
當(dāng)壓電元件120接收一定位移時，產(chǎn)生電荷。這樣壓電元件120通常使用在能夠測量壓力或應(yīng)力的變換器或在能夠測量重量的重力計(jì)中。由于陶瓷型壓電元件在壓力下很有力，甚至當(dāng)安裝在發(fā)動機(jī)1和發(fā)動機(jī)架5之間時，也不存在耐久性問題。具體地，在安裝它的時候通過提供壓力而使其具有一定的參考電壓來安裝的情況下，當(dāng)它接收通過發(fā)動機(jī)的振動的上下位移時，它不會接收任何張力。適宜的壓電元件是那些用在重力計(jì)和加速儀中能夠測量幾千Hz的壓電元件。
如前面所述，本發(fā)明針對一種汽車座椅用加熱裝置，他利用壓電元件120的自生電源。每個壓電元件120將發(fā)動機(jī)自然振動轉(zhuǎn)化為電能。由壓電元件120產(chǎn)生的電能通過某一放大過程提供給安裝在座椅100的加熱單元內(nèi)部的電熱絲112。這就使電熱絲112被加熱，由此加熱座椅100。
此外，輔助電池連接在壓電元件上。通過發(fā)動機(jī)振動產(chǎn)生的壓電元件的電能在不需加熱座椅時充入輔助電池。充入的電源在需要時使用。如果需要時充入輔助電池的電荷可以供應(yīng)到全長部件。
圖3是解釋根據(jù)本發(fā)明所述的能夠在汽車座椅用加熱裝置中產(chǎn)生電源的壓電元件的示意圖。如在此所示，環(huán)形的壓電元件120安裝在發(fā)動機(jī)1和發(fā)動機(jī)架5之間。壓電元件120的形狀可以基于發(fā)動機(jī)架的形狀而改變。
當(dāng)發(fā)動機(jī)發(fā)動時，壓電元件120通過發(fā)動機(jī)1的振動產(chǎn)生移動并產(chǎn)生電源。產(chǎn)生的電源由電壓放大器130放大，提供給座椅加熱單元110的電熱絲112。電壓放大器130能夠放大由壓電元件120產(chǎn)生的電壓，并將電壓傳遞給座椅的加熱單元110。電壓放大器130的結(jié)構(gòu)參考圖4說明。
電壓放大器130基于法拉第定律執(zhí)行放大操作。當(dāng)發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的電動勢施加在初級線圈134上時，電壓的感應(yīng)電動勢基于初級線圈134和次級線圈136的繞組數(shù)在次級線圈136放大。電壓放大次級線圈136的電動勢適于操作座椅加熱單元110的電熱絲112。本發(fā)明的電壓放大單元130以初級線圈134和次級線圈136用一定數(shù)量的繞組繞在環(huán)形鐵芯132上的方式構(gòu)成。連接在壓電元件120的初級線圈134繞在環(huán)形鐵芯132的一側(cè)，并且連接在加熱單元110的電熱絲112上的次級線圈136以基于與初級線圈134相比的一定數(shù)量的繞組繞在環(huán)形鐵芯132的另一側(cè)。
在電壓放大器130中，當(dāng)壓電元件120產(chǎn)生的電流提供給初級線圈134時，初級線圈134的電動勢在環(huán)形鐵芯132中形成磁場。該磁場提供給次級線圈136相同的磁場。感應(yīng)電流由磁場施加給次級線圈136。這時，通過初級線圈134與次級線圈136的繞組數(shù)之比施加的電流由次級線圈136產(chǎn)生。
本發(fā)明的電壓放大器130安裝在座椅100的一側(cè)，并且由次級線圈136產(chǎn)生的電流通過座椅檢測開關(guān)150和雙金屬開關(guān)160提供給座椅的加熱單元110的電熱絲112。由電壓放大器130的次級線圈136產(chǎn)生的電流提供給座椅中的加熱單元110的電熱絲112。這就對電熱絲112加壓以加熱座椅100。因此，電熱絲112由發(fā)動機(jī)1的自然振動產(chǎn)生的電源來操作。
如圖1A和圖1B所示，根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置包括乘客手工操作用于裝置開關(guān)操作的開啟和關(guān)斷開關(guān)140。開啟和關(guān)斷開關(guān)140是一個安裝來選擇且手動地對電熱絲供電的開關(guān)。如圖1A和圖1B所示，開啟和關(guān)斷開關(guān)140安裝在壓電元件120和電壓放大器(初級線圈)130之間。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，它可安裝在電源到電熱絲通過開關(guān)操作連接或關(guān)斷的任何位置上。它可以安裝在駕駛員或乘客可從座位100上易于控制開關(guān)的位置。
根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置，也可以包括座椅檢測開關(guān)150，在感應(yīng)電流只在乘客坐在座椅100上時甚至在開啟和關(guān)斷開關(guān)140打開時在座椅的內(nèi)部提供給加熱單元110的方式下，座椅檢測開關(guān)150在乘客坐在座椅上時由于重力而打開。
座椅檢測開關(guān)150在乘客不坐在座椅中時保持關(guān)閉狀態(tài)。座椅檢測開關(guān)150最好安裝在座墊102的中心位置，這樣通過乘客坐在座椅100上時的重力打開。如圖1A和圖1B所示，它可以安裝在電壓放大器(次級線圈)130和加熱單元110之間。
圖5是座椅檢測開關(guān)的實(shí)例視圖，其結(jié)構(gòu)和操作會在下面說明。當(dāng)通過乘客的重力向下壓時，驅(qū)動接觸點(diǎn)152與固定接觸點(diǎn)156形成一個打開狀態(tài)。驅(qū)動接觸點(diǎn)152通過彈簧154彈性地支撐。也就是，當(dāng)乘客坐在座椅100上時，提供在座墊102中的座椅檢測開關(guān)150的驅(qū)動接觸點(diǎn)152通過乘客的重力克服了彈簧154的力，并被向下壓。驅(qū)動接觸點(diǎn)152接觸下側(cè)的固定接觸點(diǎn)156，并且開關(guān)打開。當(dāng)座椅檢測開關(guān)150處于“打開”狀態(tài)時，從電壓放大器130提供的放大電流通過開關(guān)接觸點(diǎn)提供給座椅的加熱單元110。
汽車座椅用加熱裝置包括座椅檢測開關(guān)150，當(dāng)乘客坐在座椅100上時，座椅檢測開關(guān)150打開，電源提供給座椅100的加熱元件110，并在座椅100中產(chǎn)生熱量。當(dāng)乘客不坐在座椅上時，電源斷開，且不產(chǎn)生熱量。
根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置，可安裝雙金屬開關(guān)160用于在產(chǎn)生超過預(yù)定溫度的多余熱量時自動切斷電源。雙金屬開關(guān)160安裝在加熱單元110的電熱絲112和電壓放大器130之間。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，可自動打開或關(guān)閉的雙金屬開關(guān)160安裝在電熱絲112和座椅檢測開關(guān)150之間。
如圖6所示，開關(guān)端子162由兩種具有不同熱轉(zhuǎn)化率的金屬結(jié)合。當(dāng)開關(guān)端子162連接時，由于超溫的熱量而變形后，連接點(diǎn)斷開，由此電源自動斷開。
根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置的操作會在下面說明。首先，駕駛員坐在座椅上，發(fā)動發(fā)動機(jī)，并操作開啟和關(guān)斷開關(guān)140，由此開關(guān)打開。根據(jù)發(fā)動機(jī)的振動由壓電元件120產(chǎn)生的電流，提供給電壓放大器130的初級線圈134?；诶@組數(shù)量放大的次級感應(yīng)電流，在次級線圈136中產(chǎn)生。次級線圈136的電流通過加熱檢測開關(guān)150和雙金屬開關(guān)160提供給內(nèi)部的加熱單元110。加熱單元110的電熱絲112產(chǎn)生熱量并加熱座椅100。此后，雙金屬開關(guān)160打開和關(guān)閉，這樣保持座椅100需要的熱量。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置，涉及一種使用自生電源的座椅加熱裝置。在座椅的內(nèi)部安裝電熱絲。壓電元件安裝在汽車發(fā)動機(jī)和每個發(fā)動機(jī)架之間。座椅內(nèi)部的電熱絲在發(fā)動機(jī)振動時由每個壓電元件產(chǎn)生的電源操縱。座椅由接收電源的電熱絲操作來加熱。
因而，根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置，不需要附加電源和各種傳感器。在發(fā)明中與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中冷水管安裝在座椅內(nèi)部相比，實(shí)現(xiàn)簡單的結(jié)構(gòu)和少量部件。不需要多種管子和閥用于將發(fā)動機(jī)冷水供給座椅。尤其是，在不損失發(fā)動機(jī)任何能量和性能的情況下，將熱量供給座椅。
權(quán)利要求
1.一種汽車座椅用加熱裝置，包括位于汽車發(fā)動機(jī)和每個適于支撐發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)架之間的壓電元件；接收基于發(fā)動機(jī)振動由壓電元件所產(chǎn)生的電源，并放大所述電源的電壓放大器；安裝在座椅的內(nèi)部，并接收來自電壓放大器的電源以加熱座椅的加熱單元；和連接或斷開提供給加熱單元的電源的一個開啟和關(guān)斷開關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所示的裝置，其中，所述電壓放大器包括一個環(huán)形鐵芯，其中初級線圈繞在它的一側(cè)，且次級線圈繞在它的另一側(cè)，以相對于初級線圈形成一個繞組率，其中環(huán)形鐵芯的初級線圈連接每個壓電元件，且次級線圈連接座椅的加熱單元，并且由每個壓電元件供給初級線圈的電動勢在次級線圈中所產(chǎn)生和放大的電壓的感應(yīng)電動勢被供應(yīng)到座椅的加熱單元。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括安裝在座墊中，并通過乘客是否坐在座椅上來打開的座椅檢測開關(guān)，由此將電源連接到加熱單元。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述座椅檢測開關(guān)包括由彈簧彈性地支撐的驅(qū)動接觸點(diǎn)；和當(dāng)驅(qū)動接觸點(diǎn)通過乘客坐在座椅上的重量按壓時，固定接觸點(diǎn)與驅(qū)動接觸點(diǎn)接觸。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括安裝在座椅加熱單元和電流放大器之間的雙金屬開關(guān)，其中所述雙金屬開關(guān)可自動地打開或關(guān)閉。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括在電氣上與所述壓電元件連接的輔助電池。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車座椅用加熱裝置。更具體地，一種電熱絲安裝在座椅內(nèi)部。壓電元件安裝在汽車發(fā)動機(jī)和每個發(fā)動機(jī)架之間。電熱絲由發(fā)動機(jī)振動時每個壓電元件產(chǎn)生的電源供給。座椅基于電熱絲的加熱操作被加熱。
文檔編號A47C7/72GK1613685SQ20041007391
公開日2005年5月11日 申請日期2004年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月5日
發(fā)明者金孝錫 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社